革命的脊髄損傷治療法の開発:骨髄細胞あるいは末梢血から中枢神経組織を作る

• 研究課題/領域番号: 15659356
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 整形外科学
• 研究機関: 愛媛大学
• 研究代表者: 田中 潤也 愛媛大学, 医学部, 教授 (70217040)
• 研究分担者: 高橋 寿明 愛媛大学, 医学部, 助手 (20363228)
• 研究期間 (年度): 2003 – 2004
• 研究課題ステータス: 完了 (2004年度)
• 配分額: 3,200千円 (直接経費: 3,200千円); 2004年度: 1,400千円 (直接経費: 1,400千円); 2003年度: 1,800千円 (直接経費: 1,800千円)
• キーワード: マイクログリア / アストロサイト / 神経細胞 / 神経系前駆細胞 / オリゴデンドロサイト / 分化転換 / 神経組織再生 / 脊髄損傷 / microglia / regeneration / spinal cord / transdifferentiation / astrocyte / neuron / oligodendrocyte / ProMGB

研究概要

多分化能を持つマイクログリアの特性決定
我々は、マイクログリアを高濃度の血清存在下で培養を続けることにより脱分化させると、多分化能を獲得し、神経細胞やオリゴデンドロサイト、アストロサイトに変化しうることを見いだした。このような分化転換をするのは、NG2コンドロイチン硫酸プロテオグリカンを発現し、ES細胞と同様にアルカリフォスファターゼ活性を有するマイクログリアのサブタイプのみであることが判明した。
II 中枢神経損傷モデル
我々は、成熟ラット脊髄の圧迫損傷モデルと脳の針刺し損傷モデルにおいて、マイクログリアまたはマクロフアージ様細胞が関与する損傷修復機構を詳細に検討した。損傷後早期から損傷部には多数のマイクログリアマーカー陽性細胞が存在し、盛んに増殖していた。これらの細胞の多くは神経系の多能性幹細胞マーカーを発現していた。損傷部よりマイクログリア様細胞を分離し培養すると、神経外胚葉系細胞が高率に発生してくることが判明し、脳の多能性未分化前駆細胞がミクログリア様細胞であることがより明確になった。更に損傷脊髄に注入したマイクログリア由来未分化前駆細胞が、アストロサイトに分化することを確認した。
III マイクログリアへの遺伝子、タンパク質導入法の開発
我々は、ポリアルギニンやポリエチレンイミンなどの陽イオン物質にミクログリア細胞膜透過性があることを見出し、これらの細胞膜通過物質に有用な物質を結合して、ミクログリア内に導入させる方法を開発した。
IV マイクログリアに多分化能をもたらす分子の同定
DNAアレイにより、マイクログリアに多分化能をもたらす分子の同定を目指した。その結果数個の有望な遺伝子を分離した。これらの多くは、ES細胞での高発現がみられた。IIIで開発した技術とあわせ、患者由来のマクロファージにこれらの遺伝子を導入し、神経前駆細胞として、損傷脊髄の治療に役立て得るものと期待している。

研究成果

• [雑誌論文] Protective effect of vitamin B against focal brain ischemia and neuronal death through induction of target genes of hypoxia-inducible factor-1. (2004)
  • 著者名/発表者名: Zhang, B., Tanaka, J., Yang, L., Yang, L., Sakanaka, M., Hata, R., Maeda, N., Mitsuda, N.
  • 雑誌名: Neuroscience 126 ページ: 433-440
• [雑誌論文] L-Serine-mediated release of apolipoprotein E and lipids from microglial cells. (2004)
  • 著者名/発表者名: Mori K, Yokoyama A, Yang L, Yang L, Maeda N, Mitsuda N, Tanaka J
  • 雑誌名: Experimental Neurology 185 ページ: 220-231
• [雑誌論文] Microglia, a potential source of neurons, astrocytes, and oligodendrocytes. (2004)
  • 著者名/発表者名: Yokoyama A, Yang L, Itoh S, Mori K, Tanaka J
  • 雑誌名: Glia 45 ページ: 96-104
• [雑誌論文] Regulation of ADF/cofilin phosphorylation and synaptic function by LIM-kinase. (2004)
  • 著者名/発表者名: Y.Meng, H.Takahashi, J.Meng, Y.Zhaing, G.Lu, A.Asrar, T.Nakamura, Z.Jia
  • 雑誌名: Neuropharmacology 47 ページ: 746-754
• [文献書誌] K Mori, A Yokoyama, L Yang, L Yang, N Maeda, N Mitsuda, Junya Tanaka: "L-Serine-mediated release of apolipoprotein E and lipids from microglial cells."Experimental Neurology. 185. 220-231 (2004)
• [文献書誌] A Yokoyama, L Yang, S Itoh, K Mori, Junya Tanaka: "Microglia, a potential source of neurons, astrocytes, and oligodendrocytes."Glia. 45. 96-104 (2004)
• [文献書誌] Y Kuwabara, A Yokoyama, L Yang, K Toku, K Mori, I Takeda, T Shigekawa, B Zhang, N Maeda, M Sakanaka, Junya Tanaka: "Two populations of microglial cells isolated from rat primary mixed glial cultures."Journal of Neuroscience Research. 73. 22-30 (2003)
• [文献書誌] F Gu, R Hata, K Toku, L Yang, Y-J Ma, N Maeda, M Sakanaka, Junya Tanaka: "Testosterone upregulates aquaporin-4 expression in cultured astrocytes."Journal of Neuroscience Research. 72. 709-715 (2003)
• [文献書誌] Y-J Ma, M Okamoto, F Gu, K Obata, T Matsumoto, J Desaki, Junya Tanaka, M Sakanaka: "Neuronal distribution of EHSH1/inetrsection, a molecular linker between clathrin-mediated endocytosis and signaling pathways."Journal of Neuroscience Research. 71. 468-477 (2003)